O Helm é um gerenciador de pacotes para o Kubernetes que simplifica a implementação e o gerenciamento de aplicações.
Em vez de criar e manter manualmente dezenas de arquivos de configuração separados, o Helm agrupa tudo o que é necessário para uma aplicação em um único pacote reutilizável chamado gráfico Helm.
O Helm ajuda a reduzir a complexidade de trabalhar com o Kubernetes — a plataforma de código aberto que automatiza a implementação e a operação de aplicações em contêineres em vários servidores. Embora o Kubernetes seja poderoso, ele frequentemente exige configurações extensas e detalhadas escritas em arquivos YAML — especificando como as aplicações devem ser executadas, como devem se conectar e quais recursos precisam.
O gerenciamento manual dessas configurações por desenvolvedores, administradores de sistemas e engenheiros de DevOps — especialmente em vários ambientes como desenvolvimento, teste e produção — pode rapidamente se tornar demorado e propenso a erros. O Helm resolve esse desafio introduzindo padronização, reutilização e controle de versão, com recursos que incluem reversões (rollbacks) e personalização específica para cada ambiente.
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Antes de explorar o Helm, é essencial entender a conteinerização, a base do Kubernetes e das ferramentas modernas nativas da nuvem.
A conteinerização empacota uma aplicação com tudo o que ela precisa para ser executada — código, bibliotecas e configuração — em uma unidade leve e portátil chamada contêiner. Esse recurso permite que o software seja executado de forma consistente em diversos ambientes, desde o notebook de um desenvolvedor até um ambiente de produção em nuvem.
Os contêineres geralmente são baseados em Linux e são mais rápidos e eficientes que as máquinas virtuais tradicionais. Eles também são ideais para arquiteturas de microsserviços, em que as aplicações são divididas em componentes menores, implementáveis de forma independente e que podem ser escalados conforme necessário. No Kubernetes, essas cargas de trabalho em contêineres são executadas em um cluster — um grupo de máquinas composto por um plano de controle que faz o gerenciamento do sistema e por nós de trabalho que executam aplicações em toda a infraestrutura.
O Docker, uma plataforma de código aberto lançada publicamente em 2013, é a ferramenta de conteinerização mais utilizada. Hoje, a conteinerização é parte central do ecossistema nativa da nuvem de código aberto, permitindo desenvolvimento mais rápido, implementações mais confiáveis e maior flexibilidade operacional.
O Kubernetes orquestra contêineres em escala automatizando a implementação, a escalabilidade e o gerenciamento de recursos. No entanto, gerenciar configurações do Kubernetes diretamente pode ser complexo e propenso a erros.O Helm desempenha um papel fundamental aqui, simplificando, padronizando e otimizando a implementação e a manutenção de aplicações em contêiner.
A Deis (posteriormente adquirida pela Microsoft) criou o Helm em 2016 como uma das primeiras ferramentas para simplificar o gerenciamento de aplicações no Kubernetes. Em 2018, a equipe doou o projeto para a Cloud Native Computing Foundation (CNCF), que o graduou como um projeto completo da CNCF em 2020.
O desenvolvimento de código aberto do Helm é mantido ativamente no GitHub, onde colaboradores de todo o mundo trabalham juntos em sua evolução. O site oficial, helm.sh, fornece documentação completa, downloads e recursos para ajudar o usuário a começar a usar a ferramenta e se manter atualizado.
Um marco importante foi o lançamento do Helm 3 no final de 2019. Essa versão removeu o componente Tiller do Helm 2, melhorando a segurança e simplificando o controle de acesso ao interagir diretamente com as interfaces de programação de aplicativos (API) do Kubernetes. O Helm 3 também aprimorou os processos de atualização, o gerenciamento de dependências e o suporte para gráficos de biblioteca, tornando-o mais seguro, flexível e fácil de usar em empresas.
O Helm teve uma adoção massiva em todo o ecossistema nativo da nuvem. De acordo com pesquisas recentes da CNCF, o Helm lidera como o gerenciador de pacotes Kubernetes preferido, com 75% de adoção entre as organizações que executam Kubernetes.1
O Artifact Hub (que substituiu o Helm Hub original) hospeda milhares de gráficos, e grandes fornecedores de software rotineiramente oferecem gráficos Helm como seu principal método de distribuição para Kubernetes.
O Helm simplifica o gerenciamento de aplicações no Kubernetes ao agrupar manifestos do Kubernetes (arquivos de configuração), modelos de configuração e metadados em pacotes reutilizáveis chamados gráficos Helm. Esses gráficos contêm todas as especificações necessárias para gerar os arquivos YAML corretos para recursos do Kubernetes, como implementações, serviços, controladores de entrada, volumes persistentes (persistentVolume), recursos de configuração (configMap) e segredos, que compõem uma aplicação.
“YAML” é um acrônimo que significa "YAML Ain't Markup Language" ou "Yet Another Markup Language". É um formato de dados amigável para humanos usado para escrever arquivos de configuração, oferecendo uma forma clara e estruturada de representar informações que tanto pessoas quanto programas conseguem ler.
Quando um gráfico é instalado, o Helm aplica automaticamente esses recursos no cluster Kubernetes de destino, com suporte integrado para versionamento, reversões e gerenciamento de dependências.
O Helm funciona principalmente como uma ferramenta do lado do cliente que interage diretamente com o servidor de API do Kubernetes para gerenciar implementações de aplicações:
Um cliente Helm é uma ferramenta de linha de comando (CLI) que interage com clusters Kubernetes e gerencia gráficos e lançamentos. Essa é a ferramenta que desenvolvedores e operadores usam no dia a dia. Diferente do kubectl, a ferramenta de comando nativa do Kubernetes, o Helm gerencia aplicações inteiras em vez de apenas componentes individuais.
Um gráfico Helm é um formato de empacotamento que contém todas as definições de recursos necessárias para executar uma aplicação no Kubernetes. Os gráficos incluem modelos, valores de configuração padrão e metadados.
Um lançamento Helm é uma instância de um gráfico em execução em um cluster Kubernetes. Cada lançamento tem um nome exclusivo e pode ser gerenciado de forma independente.
Repositórios Helm são coleções de gráficos que podem ser compartilhados e distribuídos, semelhantes a lojas de aplicativos ou bibliotecas de pacotes em outros ecossistemas.
Um gráfico Helm é uma coleção de arquivos que descrevem um conjunto relacionado de recursos do Kubernetes. A estrutura do gráfico inclui:
Desenvolvedores Kubernetes, administradores de sistemas e outros profissionais de operações de TI (ITOps) em organizações empresariais usam o Helm para realizar tarefas como:
O Helm reduz significativamente a complexidade operacional associada ao gerenciamento de implementações Kubernetes. Ao automatizar e padronizar o gerenciamento de configurações, o Helm simplifica fluxos de trabalho que, de outra forma, envolveriam edições manuais de YAML complexas e propensas a erros.
Essa eficiência se torna especialmente importante à medida que as organizações escalam seus ambientes nativos da nuvem e adotam tecnologias emergentes, como inteligência artificial (IA), aprendizado de máquina (ML) e edge computing.
Os recursos de reversão integrados ao Helm fornecem redes de segurança cruciais para implementações em produção. Se uma atualização falhar ou causar problemas, as equipes podem reverter instantaneamente para a versão anterior em funcionamento com um único comando. Esse recurso reduz o tempo médio de recuperação (MTTR) em incidentes relacionados à implementação, o que é um requisito essencial para aplicações de alta disponibilidade e serviços de inferência de IA em tempo real.
Gráficos Helm e esquemas podem ser versionados e revisados como qualquer outro artefato de software. Essa abordagem fornece trilhas de auditoria para implementações e garante que as mudanças passem por processos adequados de aprovação. Muitas organizações usam o Helm com fluxos de trabalho GitOps para reforçar a governança, permitindo atender aos requisitos de conformidade de setores regulados que adotam arquiteturas nativas da nuvem.
Ao abstrair a complexidade do Kubernetes, o Helm permite que os desenvolvedores foquem na lógica da aplicação em vez da configuração da infraestrutura. As equipes podem realizar implementações por conta própria usando gráficos pré-aprovados, reduzindo a dependência das equipes de plataforma e acelerando a velocidade de desenvolvimento necessária para iniciativas competitivas de IA e transformação digital.
As organizações normalmente usam o Helm para gerenciar aplicações personalizadas em ambientes de desenvolvimento, preparação e produção. Um único gráfico pode ser configurado com diferentes limites de recursos, réplicas e sinalizadores de recursos para cada ambiente.
Instalar e gerenciar softwares de terceiros, como bancos de dados, ferramentas de monitoramento ou componentes de CI/CD, é mais simples com o Helm. Em vez de seguir documentações complexas de instalação, as equipes podem aplicar configurações prontas para produção com um único comando de instalação do Helm.
O Helm se destaca em cenários em que a mesma aplicação precisa ser implementada várias vezes com configurações diferentes em namespaces separados. Plataformas SaaS, por exemplo, frequentemente usam o Helm para gerenciar implementações específicas para cada cliente.
O Helm se integra de forma transparente com pipelines de integração contínua e entrega contínua, servindo como o mecanismo de implementação em fluxos automatizados de entrega. Plataformas de e-commerce usam o Helm para gerenciar o escalonamento sazonal, implementando rapidamente novas instâncias de aplicações durante picos de tráfego e reduzindo durante períodos de baixa — tudo gerenciado por meio de lançamentos Helm.
O Helm é uma solução ideal para gerenciar cargas de trabalho de inteligência artificial (IA) e aprendizado de máquina (ML), que frequentemente exigem configurações complexas, incluindo recursos de GPU, armazenamento especializado, componentes de serviço de modelo e sistemas de monitoramento.As organizações usam gráficos Helm para padronizar a implementação de pipelines de ML, garantindo ambientes consistentes para cargas de trabalho de treinamento e inferência em clusters de desenvolvimento e produção.
O Kustomize é outra solução amplamente adotada para gerenciar configurações do Kubernetes, embora adote uma abordagem diferente do Helm. Enquanto o Helm usa modelos para gerar manifestos, o Kustomize utiliza uma abordagem declarativa com atualizações e sobreposições para modificar configurações de base.
O Kustomize é mais simples e exige uma curva de aprendizado menor, mas não possui os recursos de gerenciamento de pacotes, versionamento e reversão do Helm. Muitas organizações usam ambas as ferramentas em conjunto, com o Kustomize tratando das variações de configuração e o Helm gerenciando todo o ciclo de vida da aplicação.
Os operadores do Kubernetes são controladores específicos de aplicações que estendem as APIs do Kubernetes para gerenciar aplicações complexas. Enquanto o Helm se concentra em empacotamento e implementação, os operadores fornecem o gerenciamento contínuo do ciclo de vida. Eles ajudam a resolver tarefas operacionais específicas de aplicações, como backups, escalonamento e atualizações.
O Helm é mais adequado para a implementação de aplicações gerais e cargas de trabalho mais simples. Ao mesmo tempo, os operadores se destacam no gerenciamento de aplicações com estado e requisitos operacionais complexos. Muitas organizações usam o Helm para implementar os próprios operadores.
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1. CNCF 2023 Annual Survey, Cloud Native Computing Foundation, 2023